基于普通摄像头的心率测量系统设计

为了研究一种通过普通摄像头非接触地拍摄人脸获取人体心率的测量系统,提出基于光电容积描记法原理,从人脸图像序列中可以提取出含有脉搏成分的信号,对该信号进行小波滤波得到血液容积脉搏波,然后用改进的时间间隔差法计算得到心率值。实验结果证明,如果将脉搏血氧仪测量的心率作为标准值,该系统测量结果的95%置信区间为［-2.2139, 2.1539］,该系统与脉搏血氧仪的心率测量结果具有很高的一致性;通过调节光照强度和摄像头硬件参数等能够在一定程度上提高测量准确度。     

基于iPPG的非接触式心率测量方法研究

心脏的搏动引起血管内血液容量的脉动性变化,从而引起皮肤表面颜色发生不易被人眼观察到的细微变化。本文提出了一种基于图像光电容积脉搏波描记法（ image Photoplethysmography , iPPG）的心率测量方法,使用普通摄像头非接触拍摄人的面部获取彩色视频,对其中的皮肤颜色变化进行放大并从中提取出血液容积脉搏波,从而计算出心率。通过实验和统计分析验证该方法与临床使用的脉搏血氧仪测量结果具有很好的一致性。由于该方法实现非接触式测量,避免了直接皮肤接触对被测者造成不适,且操作简单、成本低,可以用于日常心率监测和现代医疗设备的改进。     

基于PIC16F876的激光心脑血管治疗仪的设计

针对日益增多的三高人群,以PIC16F876微控制器为核心,采用650纳米的"人体光学窗口"激光,实现功率可调的桡动脉体表照射治疗方法;附加基于光电容积脉搏波描记(Photo Plethysmo Graphy PPG)原理的脉搏检测功能,以高灵敏度光电式传感器OPB710F为脉搏检测器,采用二阶巴特沃斯滤波电路,结合两级软件滤波,实现脉搏波的高精度检测。     

基于可穿戴智能手环的心率性能评估研究

针对现有可穿戴智能手环的心率准确度不高及其评估方法的缺失,文章研究了可穿戴智能手环心率参数的性能评估。基于可穿戴智能手环光电容积脉搏波描记法心率测量原理,针对小米2、小米3、乐心、PAPA2、华为B5、三星、GARMIN、Apple2等8款可穿戴智能手环通过使用PPG心率仿真器测试了静止心率和通过志愿者同时穿戴心率带和智能手环测试了运动心率,最后对可穿戴智能手环心率测量结果进行不确定度评定示例。结果表明通过以上途径将8款可穿戴智能手环的静止心率与运动心率测试结果分别与相应的参考值比较能够对可穿戴智能手环的心率准确度进行一定程度的性能评估,可有效实现可穿戴智能手环心率参数的量值溯源。     

光电脉搏波信号处理中呼吸干扰的抑制

动态光谱的检测精度与光电脉搏波的幅值检测精度直接相关．为了获取较高的幅值检测精度,抑制光电脉搏波中的呼吸干扰,采用基于相干平均的脉搏波特征参数重构滤波和小波变换相结合的方法对光电脉搏波原始测量信号进行处理．首先用相干平均法获取脉搏波特征参数并重构光电脉搏波信号;然后对原始信号减去光电脉搏波后的剩余部分进行小波频率分析,并提取呼吸干扰,处理结果表明,本文的方法可以提取到高精度的光电脉搏波幅值信息,抑制大部分的呼吸干扰,从而改善动态光谱的检测精度．     

基于PPG技术的电动列车司机HRV分析

目的借助光电容积脉搏描记(Photo Plethysmo Graphy,PPG)技术探究城市轨道交通电动列车司机心率变异性(Heart Rate Variablity,HRV),以获得列车司机疲劳趋势,实现疲劳的监测和预警。方法设计城市轨道交通模拟驾驶实验,基于PPG技术采集被试电动列车司机的脉搏信号,分析脉搏信号中心率变异性的频域指标LF/HF和非线性指标SD1、SD2。结果 (1)新进司机在驾驶初期交感神经和迷走神经交替作用明显;(2)驾驶环境改变时,交感神经活性增强,被试司机LH/HF的比值呈现明显上升趋势;(3)随着驾驶时间的增加,LF/HF值呈现上升趋势,交感神经持续活跃极易产生驾驶疲劳;(4)SD1、SD2有效反应被试列车司机长、短期抗压能力大小。结论 PPG技术的各项指标有效获得被试司机的疲劳趋势,为实现疲劳的实时监测提供了技术支撑。     

任意波发生器应用及校准述评

介绍了任意波发生器,以及任意波发生器的应用原因(产生复杂信号;产生没有其它合适信号源的信号;产生仿真信号);介绍了几种典型的应用情况(扰乱理想波形;模拟传感器;替代信号源;模拟电路与数字电路的混合测试;复杂调制;多功能信号源),讨论了如何产生任意波形(标准波形库;图像编辑;数据传输;数据表修改;FFT编辑器;公式编辑器);对任意波发生器校准现状、校准内容、以及校准对策进行了综述、总结、分析和讨论.在充分评述了任意波发生器校准所需要的各种技术基础上,展望了其校准技术的发展趋势.     

人体脉搏波两种测量方法的实验研究

脉搏波携带了大量的人体健康信息,有经验的中医可通过把脉来得到患者的健康状况.目前脉搏波的测量方法常用的有两种,红外传感器容积法和压电式传感器测量法.我们搭建了一个模拟人体腕部桡动脉搏动的实验平台,分别用以上两种传感器来测量该实验平台上的脉搏波.实验结果的数据分析表明,两种传感器的测量结果有部分差异,但总体趋势一致,因此可利用红外传感器代替压电式传感器来测量人体脉搏波.     

动态与信息

我国完成光电雷达综合跟踪试验台校准技术研究据航空报报道,2005年年底,填补国内机载光电配套设备行业空白的两项重要科研攻关项目——“某型光电雷达综合试验台校准技术研究”、“某型光电雷达跟踪试验台校准技术研究”在中国一航航空产品部主持下顺利通过了科技成果鉴定。这两项科研攻关项目是由一航计测和一航光电所共同研制生产的。光电雷达综合和跟踪试验台是光电雷达研制、生产中最为关键的两台测试设备,其校准装置和配套软件的研制不仅成功地解决了光电雷达产品测试中激光回波参数、目标辐射源光轴平行性、目标辐射源均匀性、综合试…     

直九型直升机基准桨叶共锥度校准技术研究

研究了桨叶对激光斩波标定算法,采用高速的CPLD逻辑阵列、36位计数器和高速DSP嵌入式信号处理系统以及通过算法程序引入非线性误差补偿来校准基准桨叶的共锥度参数;建立了直九型基准桨叶共锥度参数校准装置标定系统,其机理为利用模拟桨叶切割激光束,通过光电器件探测这一周期性的光电信号,从而对激光器定位参数进行标定;通过这套系统实现了基准桨叶共锥度参数的校准和溯源。     

一种用于高压探头校准的高压快沿脉冲信号产生方法

针对现有快沿脉冲信号幅度不足,无法有效实现高压探头上升时间参数测量的难题,提出了一种高压快沿脉冲信号的产生方法。该方法基于单传输线型脉冲成形原理,使高压脉冲信号在传输线上进行传播,最后在匹配的大功率阻抗上产生一个具有明显顶部特征的矩形波。测试结果表明该矩形波幅度可达2kV,前沿的上升时间小于500ps。通过对两款高压探头上升时间参数进行测量,实验结果验证了该方法产生的高压快沿脉冲信号适用于高压探头上升时间参数的校准。     

调频信号的数字化解调

介绍一种用3参数正弦波拟合算法实现的、绝对收敛的4参数最小二乘正弦波拟合算法，给出了其收敛区间、绝对收敛判据以及实现过程，在此基础上讨论实现正弦载波的调频信号的精确解调问题，使用一个周期的正弦波曲线模型的滑动拟合法，实现了频率调制信号波形的精确解调，在调制信号是方波的情况下，给出了频率解调的仿真结果和其它参数的波动情况；在1个实测调频曲线波形上进行的解调分析，给出了频率调制波形的解调结果，同时，在调制信号也是正弦波的情况下，给出了解调失真的计算方法和结果。本方法是评价载波为正弦波的调频信号的一种优良方法，准确度高、分辨力强，可用于调频信号源及其解调设备的指标评价和计量测试。     

互易法校准压电型声发射传感器的研究与实现

声发射传感器的校准是实现声发射定量技术的前提,依据电声换能器互易原理,在计算互易常数的基础 上,建立了适用于压电型声发射传感器表面波和纵波互易的校准系统。通过设置特定的激励信号波形,依据接收 电压信号与激励电流信号之间的时间延迟,准确获取电流信号与电压信号对应的特征值,实现了声发射传感器的表面波和纵波互易校准。由于传感器的尺寸效应,传感器在高频时的表面波速度灵敏度低于纵波灵敏度,不确定度评定结果表明,声发射传感器速度灵敏度的互易法校准不确定度为1. 2 dB。     

一种对超声波连续检测系统中回波信号处理的新方法

“喷淋水耦合多探头高能超声动态检测系统”能对各种刚性管材各处的壁厚进行高速、连续的探测,系统检测效果取决于对回波信号的处理.文章探讨了利用放大及逻辑运算等电路处理方法来处理回波信号以获得稳定的壁厚脉冲的新方法,采用这种新方法还可以通过计算机检测系统多图形地显示壁厚曲线、超标报警.     

Pulse Phase Dynamic Thermal Tomography Investigation on the Defects of the Solid-Propellant Missile Engine Cladding Layer

Pulse phase dynamic thermal tomography (PP-DTT) was introduced as a nondestructive inspection technique to detect the defects of the solid-propellant missile engine cladding layer. One-dimensional thermal wave mathematical model stimulated by pulse signal was developed and employed to investigate the thermal wave transmission characteristics. The pulse phase algorithm was used to extract the thermal wave characteristic of thermal radiation. Depth calibration curve was obtained by fuzzy c-means algorithm. Moreover, PP-DTT, a depth-resolved photothermal imaging modality, was employed to enable three-dimensional (3D) visualization of cladding layer defects. The comparison experiment between PP-DTT and classical dynamic thermal tomography was investigated. The results showed that PP-DTT can reconstruct the 3D topography of defects in a high quality.     

基于分数阶功率谱熵的未知水声脉冲信号检测方法

水声侦察的核心问题是在无先验知识条件下捕获其他平台发射的脉冲信号,单频（Continuous Wave,CW）信号和调频（Frequency Modulation,FM）信号是常用的水声探测脉冲。功率谱熵算法能有效检测低信噪比的CW信号,但对FM信号性能不佳,分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）则能聚集FM信号能量。利用FRFT的性质,结合功率谱熵算法,设计了分数阶功率谱熵检测器,可在分数阶域实施未知脉冲信号检测。理论分析了FRFT对FM信号的能量聚集作用,优化了FRFT阶数搜索方法。仿真实验以及海试数据处理结果证实检测器对FM信号性能良好,且对CW信号的侦察检测性能无影响。通过门限学习,检测器可实现对未知水声脉冲信号的统一自动检测。     

高电压脉冲校准装置研究

为解决高电压脉冲的校准问题,对高电压脉冲的校准方法进行研究,并建立了一套脉冲校准装置。校准装置将高电压脉冲信号进行电压转换,变为脉冲小电压,通过数据采集系统,在频带范围10Hz~1kHz、电压范围1~1600V内,对脉冲电压的关键参数进行测量,得到高电压脉冲的电压幅度、脉冲频率、脉冲宽度、上升时间和下降时间。通过实验室标准仪器设备对高电压脉冲校准装置进行测试,其中脉冲幅度的测量误差为 0.02%~0.4%。     

取样示波器nose-to-nose校准技术中kick-out脉冲的研究

研究了nose-to-nose校准技术中关键信号kick-out脉冲产生的机理以及影响因素,并通过将两台Agilent86100系列的50GHz的取样示波器对接,获得了kick-out脉冲的响应波形.     

基于DDWS技术的飞机270 V直流畸变标准信号源设计

通过对飞机270 V直流供电特性参数中畸变信号校准方法的研究,结合校准过程中的实际需求,设计出一种基于DDWS技术的飞机270 V直流畸变标准信号源,并从硬件设计方面给予了详细介绍。